JP2780757B2 - 異種材結合構造並びにその結合方法 - Google Patents

異種材結合構造並びにその結合方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、例えば、鉄製のインナ部品としてのボス
部と、アルミ製のアウタ部品としてのドラム部とをプレ
ス加圧により塑性結合して、自動変速機用多板クラッチ
のクラッチドラムを形成するような異種材結合構造並び
にその結合方法に関する。
(従来技術) 従来、上述例の異種材結合構造としては、例えば、特
開昭62−58003号公報に記載の構造がある。
すなわち、バルブリフタを円筒状のガイド部と、円板
状のヘッド部とに分割し、上述の円筒状のガイド部は軽
量化を目的としてアルミニウム合金を円筒状に後方押出
し加工して形成し、上述の円板状のヘッド部は合金工具
鋼(たとえば線膨張係数が10.8×10-6の工具鋼SKD6)を
円板状に鍛造加工して形成する一方、上述のヘッド部の
所定箇所にガイド部を塑性結合させる環状溝を形成し、
この溝壁に凹凸部を形成すると共に、合金工具鋼製の溝
壁(インナ部品)外周に上述のアルミニウム合金製のガ
イド部(アウタ部品)を配設し、プレス加圧手段により
上述のガイド部を加圧して、このガイド部の凹凸部に対
向する内周面を塑性流動させて、ヘッド部の環状溝にガ
イド部を塑性結合させた異種材結合構造である。
上述の異種材結合構造を常温雰囲気下で使用する際に
は何等問題が生じないが、上述の異種材結合構造を例え
ば自動変速機用多板クラッチのクラッチドラム等に適用
して温間(150℃前後)雰囲気下で使用する場合には、
合金工具鋼製のヘッド部と、アルミニウム合金製のガイ
ド部との熱膨張係数の相違に伴ない、アウタ部品として
のガイド部がインナ部品としてのヘッド部に対して径方
向外方に膨張して、圧縮残留応力が低下し、この結果、
両者間の結合強度が低下する問題点を有していた。
このため、上記従来構造においては、ガイド部の径方
向外方への熱膨張を規制する環状リブを上述のヘッド部
に一体形成しているが、結合強度の低下防止に対して不
充分であると共に、構造が大幅に複雑化する問題点があ
った。
(発明の目的) この発明の第1発明は、昇温時のアウタ部品とインナ
部品との熱膨張の差に伴なう圧縮残留応力の低下を抑制
し、良好な結合強度を維持することができ、しかも構造
が簡単な異種材結合構造の提供を目的とする。
この発明の第2発明は、昇温時のアウタ部品とインナ
部品との熱膨張の差に伴なう圧縮残留応力の低下を抑制
して、良好な結合強度を維持し得る異種材結合構造を簡
単な方法で構成することができる異種材結合方法の提供
を目的とする。
(発明の構成) この発明の第1発明は、インナ部品外周にアウタ部品
を塑性結合する異種材結合構造であって、上記インナ部
品と、該インナ部品に対して熱膨張係数の大なるアウタ
部品とを設けると共に、上記インナ部品と上記アウタ部
品との間に、両部品の中間の熱膨張係数を有する中間リ
ング部品が配設され、上記中間リング部品とインナ部品
とはその何れか一方の凹凸部に他方が塑性結合され、中
間部品とアウタ部品とはその何れか一方の凹凸部に他方
が塑性結合された異種材結合構造であることを特徴とす
る。
この発明の第2発明は、インナ部品外周にアウタ部品
を塑性結合する異種材結合方法であって、上記インナ部
品と、該インナ部品に対して熱膨張係数の大なるアウタ
部品と、上記両部品の中間の熱膨張係数を有する中間リ
ング部品とを設け、上記インナ部品と上記アウタ部品と
の間に上記中間リング部品を配設する工程と、パンチ加
圧により中間部品とインナ部品との何れか一方の凹凸部
に他方を加圧流動させ、また、中間部品とアウタ部品と
の何れか一方の凹凸部に他方を加圧流動させて、上記3
部品を塑性結合させる工程とを備えた異種材結合方法で
あることを特徴とする。
(発明の効果) この発明の第1発明によれば、上述のインナ部品の外
周と、アウタ部品の内周との間には、両部品の中間の熱
膨張係数を有する中間リング部品が塑性結合されている
ので、簡単な構造でありながら、昇温時における、アウ
タ部品の熱膨張による圧縮残留応力の低下を、上述の中
間リング部品の熱膨張で補うことができるので、アウタ
部品とインナ部品との熱膨張の差に伴なう圧縮残留応力
の低下を可及的に抑制し、良好な結合強度を維持するこ
とができる効果がある。
この発明の第2発明によれば、インナ部品とアウタ部
品との間に上述の中間リング部品を配設した後、パンチ
加圧により、これら3部品を塑性結合させる簡単な方法
により、上述の効果を備えた異種材結合構造を得ること
ができる効果がある。
(実施例) この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
図面は異種材結合構造並びにその結合方法を示し、第
1図において、この異種材結合構造は、自動変速機用多
板クラッチのクラッチドラムにおけるボス部となるイン
ナ部品1と、上述のクラッチドラムにおけるドラム部と
なるアウタ部品2との間に、中間リング部品3が配設さ
れ、上述のインナ部品1外周の凹凸部1aに中間リング部
品3の内周面を塑性流動させ、また上述の中間リング部
品3外周の凹凸部3aにアウタ部品2の内周面を塑性流動
させることで、これら3部品1,2,3を互に塑性結合させ
ている。
上述のインナ部品1としては、線膨張係数が11〜12.6
×10-6の鉄鋼(浸炭焼入れ済み)を用い、上述のアウタ
部品2としては、インナ部品1より変形抵抗が小さく、
線膨張係数が22〜24×10-6のアルミニウム合金または線
膨張係数が20〜25×10-6のアルミニウム鋳物を用い、中
間リング部品3としては上述の両部品1,2の中間の線膨
張係数を有する材料たとえば線膨張係数が17×10-6の18
−8ステンレス鋼(オーステナイトステンレス鋼いわゆ
るSUS)または線膨張係数が17×10-6の胴を用いてい
る。
なお、中間部品3としての18−8ステンレス鋼や胴は
上記インナ部品1より変形抵抗が大きく、またアウタ部
品2より変形抵抗が小さく、そのため、凹凸部はインナ
部品1と中間部品3とに形成している。
このように、インナ部品1とアウタ部品2との間に、
両部品1,2間の熱膨張係数を有する中間リング部品3を
配設して、この中間リング部品3を上述の両部品1,2に
塑性結合させているので、簡単な構造でありながら、昇
温時におけるアウタ部品2の熱膨張による圧縮残留応力
の低下を、上述の中間リング部品3の熱膨張で補うこと
ができ、この結果、アウタ部品2とインナ部品1との熱
膨張の差に伴なう圧縮残留応力の低下を可及的に抑制
し、良好な結合強度を維持することができる効果があ
る。
次に上述の異種材結合構造を得るための異種材結合装
置の構成について述べる。
第2図において、この異種材結合装置は、下型取付板
およびボルスタを介してヘッドに固定された受け部材4
を設け、この受け部材4の中央上部にはボルト5を用い
てインナガイド6を固定すると共に、この受け部材4の
ノックアウト部位には下方のノックアウト装置に連結さ
れたノックアウト部材7を配設している。
また、上述の受け部材4上には、アウタ部品2の外周
スプライン形状部2aに対応したスプライン内周部8aを備
えたダイス8を配置し、そのダイス8をダイスホルダを
介して下型取付板に固定している。
一方、上型取付板を介してプレス装置のスライドに連
動されたリング状の2番パンチ9を設け、この2番パン
チ9で上述の中間リング部品3を加圧プレスすべく構成
している。
また、上述の2番パンチ9の外周にはリング状の1番
パンチ10を設け、この1番パンチ10で上述のアウタ部品
2の所定箇所を加圧プレスすべく構成している。
さらに、上述の1番パンチ10の外周にはリング状の押
え部材11を設け、この押え部材11で上述のアウタ部品2
におけるプレス部位の外周上面を押圧すべく構成してい
る。
次に、上述の異種材結合装置を用いて第1図に示す異
種材結合構造を得るための異種材結合方法を、第2図乃
至第6図を参照して説明する。
まず、第2図に示すように、インナガイド6の外周
で、かつ受け部材4上にインナ部品1を配設すると共
に、ダイス8の内周で、かつノックアウト部材7上にア
ウタ部品2を配設し、これら両部品1,2間におけるノッ
クアウト部材7上に上述の中間リング部品3を配設する
(配設工程)。
ここで、上述のインナ部品1の外周結合部には、第3
図に示すように環状溝の底部にローレット状の凹凸部1a
…が予め形成されている。
また、上述の中間リング部品3の外周結合部にも、同
様のローレット状の凹凸部3a…(第1図参照)が予め形
成されている。
次に第4図に示す如く、プレス装置のスライドの駆動
により、1番パンチ10によるプレス加圧に先行して、上
述の押え部材11でアウタ部品2のプレス部位外周を押圧
する(押圧工程)。
次に上述の押え部材11によるアウタ部品2の押圧を維
持した状態で、第5図に示す如くスライドの駆動により
上述の1番パンチ10でアウタ部品2のプレス部位をパン
チ加圧して、このアウタ部品2の内周の塑性流動によ
り、該内周部を中間リング部品3外周の凹凸部3aに塑性
結合させる(1番パンチ工程)。
次に、上述の1番パンチ10をアウタ部品2上に残存さ
せた状態で、第6図に示す如くスライドの駆動により上
述の2番パンチ9で中間リング部品3の上部をパンチ加
圧して、この中間リング部品3の内周の塑性流動によ
り、該内周部をインナ部品1外周の凹凸部1aに塑性結合
させる(2番パンチ工程)。
上述の各工程により第1図に示す異種材結合構造を得
ることができる。
このように簡単な方法でありながら、昇温時のアウタ
部品2とインナ部品1との熱膨張の差に伴なう圧縮残留
応力の低下を抑制して、良好な結合強度を維持し得る異
種材結合構造を形成することができる効果がある。
なお、第7図に示すようにアウタ部品2の一部には予
め同部品2の熱膨張を拘束する低熱膨張率のリング状拘
束部材12たとえば鉄製リングを埋設してもよい。
また、第8図に示すように、インナ部品1の外周結合
部に環状段部を形成し、この環状段部の下段にアウタ部
品2を塑性結合させると共に、環状段部の上段に上述の
アウタ部品2の熱膨張を拘束する低熱膨張率リング状拘
束部材13たとえば鉄製リングを配設し、このリング状拘
束部材13を内周側のインナ部品1と下面側のアウタ部品
2との双方に塑性結合させてもよい。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明の一実施例を示し、 第1図は異種材結合構造を示す断面図、 第2図は異種材結合方法の部品配設工程を示す断面図、 第3図はインナ部品外周の凹凸部形状を示す斜視図、 第4図は異種材結合方法の押圧工程を示す断面図、 第5図は異種材結合方法の1番パンチ工程を示す断面
図、 第6図は異種材結合方法の2番パンチ工程を示す断面
図、 第7図はリング状拘束部材の配設構造を示す断面図、 第8図はリング状拘束部材の他の配設構造を示す断面図
である。 1……インナ部品、1a……凹凸部 2……アウタ部品、3……中間リング部品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21K 25/00 B21D 39/00 F16D 13/60

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インナ部品外周にアウタ部品を塑性結合す
    る異種材結合構造であって、 上記インナ部品と、該インナ部品に対して熱膨張係数の
    大なるアウタ部品とを設けると共に、 上記インナ部品と上記アウタ部品との間に、両部品の中
    間の熱膨張係数を有する中間リング部品が配設され、上
    記中間リング部品とインナ部品とはその何れか一方の凹
    凸部に他方が塑性結合され、中間部品とアウタ部品内周
    とはその何れか一方の凹凸部に他方が塑性結合された 異種材結合構造。
  2. 【請求項2】インナ部品外周にアウタ部品を塑性結合す
    る異種材結合方法であって、 上記インナ部品と、 該インナ部品に対して熱膨張係数の大なるアウタ部品
    と、 上記両部品の中間の熱膨張係数を有する中間リング部品
    とを設け、 上記インナ部品と上記アウタ部品との間に上記中間リン
    グ部品を配設する工程と、 パンチ加圧により中間部品とインナ部品との何れか一方
    の凹凸部に他方を加圧流動させ、また、中間部品とアウ
    タ部品との何れか一方の凹凸部に他方を加圧流動させ
    て、上記3部品を塑性結合させる工程とを備えた 異種材結合方法
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